當世界各地的觀眾收看2020年東京殘奧會時，他們將看到運動員們使用令人印象深刻的一系列高科技假肢、輪椅和其他輔助技術。這些裝置與日常使用的裝置幾乎沒有相似之處，而且從一項運動到另一項運動差異很大。
“我們設計運動器材，以根據這項運動的限制和需求獲得儘可能好的效能，”英格蘭伯恩茅斯大學的運動技術專家 Bryce Dyer 解釋說，他為殘疾運動員開發假肢。
例如，刀鋒式假肢（具有彈性，可以更好地儲存和釋放能量）在田徑賽事中已廣為人知。但是，參加腳踏車賽事的下肢截肢者必須以更高的速度進行不同型別的運動，因此他們的假肢有不同的要求。“當你的速度超過一定速度時，減慢速度的最大力之一是空氣動力阻力。阻力越大，你必須付出更多的努力來嘗試減輕和克服它，”Dyer 解釋說。非殘疾人的腿“不是特別符合空氣動力學的；它們不是為這項任務而設計的。但是腳踏車假肢，我們可以這樣設計。”他創造了這樣的物品，用扁平的中間部分代替小腿。“我們可以把它做得非常非常薄，”Dyer 說，“幾乎像飛機機翼一樣——刀片般的厚度——以切開空氣[並]減少或消除由此產生的任何湍流。”對於腳踏車肢體，這個扁平部分的方向是薄邊朝前，而不是跑步用的刀鋒假肢，後者的寬邊朝前。
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不同運動專案的輪椅差異也很大，儘管它們有一些相似之處。許多輪椅由碳纖維等高科技材料製成，既堅固又輕便。它們通常包括橡膠塗層的車輪轉動手柄，運動員戴著手套抓住手柄以最大程度地增加摩擦力。但除此之外，設計就各不相同了。例如，在輪椅擊劍中，車輪被鎖定到位，而運動員從設定的位置進行攻擊和躲避。因此，擊劍輪椅配備了腿部綁帶和堅固的手柄，以幫助運動員穩固地坐著。許多輪椅的靠背比平時低，以便進行更多的上半身運動。
擊劍輪椅的基本形狀仍然很像日常輪椅。但這與競速輪椅的情況完全不同，競速輪椅是為高速行駛而設計的。這種裝置前部的第三個輪子實現了低矮、細長的形狀，這種形狀與運動員的姿勢最佳匹配：跪著並向前傾斜。輻條輪通常被換成光滑的圓盤，以減少空氣湍流，從而減少高速移動所需的力。
對於需要更高機動性的運動，還需要另一種設計元素。“你的輪胎或車輪實際上是傾斜的，”退役的美國輪椅籃球運動員 Becca Murray 說，她參加過三屆殘奧會，並在其中兩屆奧運會上獲得金牌。“這樣做的動態效果是，它可以幫助你更快，並且你能夠迅速轉彎，而你的日常輪椅——它不允許你轉彎那麼急。”輪椅後部的附加輪子也有助於這些快速轉彎並增加穩定性。但是這樣的輪椅有時確實會翻倒，因此設計必須堅固。這也是運動員在臀部和腿部佩戴綁帶或腰帶的原因。“如果你要摔倒，你希望能夠立即站起來，”Murray 說。“所以你希望你的輪椅始終與你連線，幾乎就像你與輪椅融為一體。”
除了適合特定運動外，裝置還必須滿足每位運動員的獨特需求。“大多數裝置都是定製的：它的設計旨在最大限度地發揮每位運動員的身體機能，”英格蘭考文垂大學社會商業研究中心殘疾和殘奧運動副教授 Ian Brittain 說。例如，用於田徑運動的假肢可能包含也可能不包含機械膝關節。“有些跑步者，根據他們肢體的長度，如果他們是膝蓋以上截肢，將會新增膝關節，”Dyer 說。“但也有一些獨特的運動員，英國運動員 Richard Whitehead 就是一個很好的例子。”Whitehead 雙腿膝蓋以上截肢，並且開發了自己的跑步風格——一種根本不需要膝關節的風格。“它看起來幾乎像一個打蛋器，他幾乎以一種拂動的模式，左右手側地將腿部圍繞起來，”Dyer 說。“這對他來說非常獨特。”
在參加輪椅比賽的運動員中，類似的定製也是必要的。例如，增加輪椅靠背的高度和座椅的坡度（也稱為“傾斜度”）可以幫助補償腹部無力。“我的輪椅實際上有一個小的傾斜度，因為我沒有所有的核心肌肉來幫助我保持平衡，”Murray 解釋說。“這只是意味著我的膝蓋比我坐著的位置高，所以它在一個傾斜面上。”脊柱高位受傷的運動員的腹部力量可能不如 Murray，甚至在他們的日常輪椅中也需要傾斜度。其他截肢或膝蓋受傷的運動員可能具有更強的腹部力量，根本不需要傾斜度。
在殘奧會上看到的技術可以提高運動的速度和靈活性，但它不太可能啟發非運動員採用明顯不同的設計。原因之一是日常生活中使用的輪椅已經針對其他品質進行了最佳化，例如儘可能佔用最少的空間。“你希望你的日常輪椅儘可能小，因為在日常生活中，你必須穿過狹小的地方和門口等等，”Murray 解釋說。“你喜歡它緊貼你的臀部，並且車輪是垂直的，這樣你就可以儘可能窄。”許多公共場所根本沒有建造來容納各種輪椅設計。
價格是另一個考慮因素。“你必須記住，精英運動員的商業市場非常小，而且在許多情況下，這些運動員都得到了贊助，”Dyer 說。“因此，重要的是要像 IndyCar 或一級方程式技術最終會滲透到日常家用汽車中一樣，具有一定程度的向下滲透。但有時它非常微妙。”例如，假肢的某些幾乎看不見的部件（例如將肢體連線到佩戴者身體的套筒）可能會得到改進。
此外，Dyer 補充說，與殘奧會運動員合作的工程師和設計師將學習一些他們可以應用於其他截肢者的技術。“它實際上將為假肢師提供如何為那些非常活躍的人（他們可能希望為了娛樂而慢跑、帶狗散步或打網球或類似的東西）安裝假肢的經驗，從而使他們獲得更高程度的舒適感，”他說。“這不僅僅是關於外觀。它還關係到可以為假肢師在建立和設計輔助技術方面提供的經驗，以使人們能夠執行某些型別的活動。”